JPH0988887A - ウォータポンプ - Google Patents
ウォータポンプInfo
- Publication number
- JPH0988887A JPH0988887A JP7241041A JP24104195A JPH0988887A JP H0988887 A JPH0988887 A JP H0988887A JP 7241041 A JP7241041 A JP 7241041A JP 24104195 A JP24104195 A JP 24104195A JP H0988887 A JPH0988887 A JP H0988887A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling water
- point
- blade
- angle
- arc
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/24—Vanes
- F04D29/242—Geometry, shape
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 羽根に対する流入冷却水の衝突を十分に回避
して、衝突損失によるポンプ効率の低下を防止する。 【構成】 ポンプハウジングの内部に駆動軸を介して回
転自在に設けられたインペラ１１のロータ本体１２前端
面に複数の羽根１３を有するウォータポンプである。各
羽根１３の内周側入口部１４の内端縁１４ａを冷却水の
流入方向に対して略直交状の傾斜状に形成すると共に、
該内端縁１４ａの内縁部１４ｂのＡ点と外縁部１４ｃの
Ｂ点とを結ぶ円弧傾斜角度を冷却水の流入角度と同一に
設定した。また、出口部１５のＢ点とＣ点を結ぶ曲率半
径をＡ点とＢ点を結ぶ円弧曲線と同一に形成した。
して、衝突損失によるポンプ効率の低下を防止する。 【構成】 ポンプハウジングの内部に駆動軸を介して回
転自在に設けられたインペラ１１のロータ本体１２前端
面に複数の羽根１３を有するウォータポンプである。各
羽根１３の内周側入口部１４の内端縁１４ａを冷却水の
流入方向に対して略直交状の傾斜状に形成すると共に、
該内端縁１４ａの内縁部１４ｂのＡ点と外縁部１４ｃの
Ｂ点とを結ぶ円弧傾斜角度を冷却水の流入角度と同一に
設定した。また、出口部１５のＢ点とＣ点を結ぶ曲率半
径をＡ点とＢ点を結ぶ円弧曲線と同一に形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術】本発明は、例えば自動車用内燃機
関のウォータジャケット等に冷却水を強制的に循環させ
るウォータポンプに関するものである。
関のウォータジャケット等に冷却水を強制的に循環させ
るウォータポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車用内燃機関の冷却装置に
用いられるウォータポンプとしては、例えば図４及び図
５に示すようなものがある（実開平３−７７０９６号公
報等参照）。
用いられるウォータポンプとしては、例えば図４及び図
５に示すようなものがある（実開平３−７７０９６号公
報等参照）。
【０００３】概略を説明すれば、内部にポンプ室２を有
するポンプハウジング１と、このポンプハウジング１の
内部に設けられた図外のベアリングに回転自在に支持さ
れて、機関と同期回転する駆動軸３と、この駆動軸３の
先端側に取り付けられたインペラ４とを備えている。
するポンプハウジング１と、このポンプハウジング１の
内部に設けられた図外のベアリングに回転自在に支持さ
れて、機関と同期回転する駆動軸３と、この駆動軸３の
先端側に取り付けられたインペラ４とを備えている。
【０００４】また、前記ポンプハウジング１の前部に
は、ラジエータからリターンした冷却水を駆動軸３の軸
方向に沿ってインペラ４の中心側へ流入させる冷却水流
入口５が設けられている一方、インペラ４の外周側に
は、冷却水の吐出口６が形成されている。
は、ラジエータからリターンした冷却水を駆動軸３の軸
方向に沿ってインペラ４の中心側へ流入させる冷却水流
入口５が設けられている一方、インペラ４の外周側に
は、冷却水の吐出口６が形成されている。
【０００５】前記インペラ４は、図５に示すように中央
部７ａが駆動軸３に固定されたロータ本体７と、該ロー
タ本体７の前端面に突設されて、放射状に配置された複
数の羽根８とを備えている。この各羽根８は、ロータ本
体７の中央部７ａ側の入口部９内端縁９ａからロータ本
体７外周側の出口部１０外端縁１０ａが冷却水の流入方
向に沿って円弧傾斜状に形成されている。
部７ａが駆動軸３に固定されたロータ本体７と、該ロー
タ本体７の前端面に突設されて、放射状に配置された複
数の羽根８とを備えている。この各羽根８は、ロータ本
体７の中央部７ａ側の入口部９内端縁９ａからロータ本
体７外周側の出口部１０外端縁１０ａが冷却水の流入方
向に沿って円弧傾斜状に形成されている。
【０００６】したがって、駆動軸３によってインペラ４
が回転すると、流入口５内の冷却水は各羽根８の内面で
掬われて吐出口６側へ強制的に送り込まれ、これによっ
てポンプ作用が行われるようになっている。
が回転すると、流入口５内の冷却水は各羽根８の内面で
掬われて吐出口６側へ強制的に送り込まれ、これによっ
てポンプ作用が行われるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、斯かる従来
のウォータポンプにおける各羽根８の形状は、ポンプ効
率を考慮して流入口５から内部に流入した冷却水との衝
突損失が生じないように設定されており、一般的に羽根
８の内端縁９ａのＢ点と外端縁９ｂのＣ点を結ぶ湾曲傾
斜角度Ｒ（入口角）をそのまま羽根８の基端縁９ｃのＡ
点まで延長していた。
のウォータポンプにおける各羽根８の形状は、ポンプ効
率を考慮して流入口５から内部に流入した冷却水との衝
突損失が生じないように設定されており、一般的に羽根
８の内端縁９ａのＢ点と外端縁９ｂのＣ点を結ぶ湾曲傾
斜角度Ｒ（入口角）をそのまま羽根８の基端縁９ｃのＡ
点まで延長していた。
【０００８】即ち、湾曲傾斜角度Ｒは、以下の式により
求められていた。
求められていた。
【０００９】
【数１】
【００１０】ここで、ｒB はロータ本体７の中心位置か
ら羽根８内端縁９ａまでの半径長さ、ｖe は羽根入口付
近の冷却水の平均流速（m/s）、ｎは羽根の回転数（r.
p.m）である。
ら羽根８内端縁９ａまでの半径長さ、ｖe は羽根入口付
近の冷却水の平均流速（m/s）、ｎは羽根の回転数（r.
p.m）である。
【００１１】そして、この（１）式に基づいて求められ
たＢ−Ｃ点間の半径Ｒをそのまま単純に基端縁９ｃのＡ
点（半径ｒA）まで延長してＢ点からＡ点までの曲率を
決定していた。
たＢ−Ｃ点間の半径Ｒをそのまま単純に基端縁９ｃのＡ
点（半径ｒA）まで延長してＢ点からＡ点までの曲率を
決定していた。
【００１２】このため、入口部９の内端縁９ａと基端縁
９ｃを結ぶ端縁部９ｄにおいては流入口５から流入した
冷却水の流入角度と必ずしも一致せずに、不一致になっ
ている場合がある。したがって、冷却水が入口部９の端
縁部９ｄ及びその付近に衝突してポンプ損失が発生する
惧れがある。
９ｃを結ぶ端縁部９ｄにおいては流入口５から流入した
冷却水の流入角度と必ずしも一致せずに、不一致になっ
ている場合がある。したがって、冷却水が入口部９の端
縁部９ｄ及びその付近に衝突してポンプ損失が発生する
惧れがある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来のウ
ォータポンプの実情に鑑みて案出されたもので、請求項
１の発明は、ポンプハウジングの内部に挿通した駆動軸
と、該駆動軸の先端部に結合され、かつロータ本体の前
端面に略放射方向へ円弧状に折曲された複数の羽根が設
けられたインペラと、ポンプハウジングの前端側に形成
されて、冷却水を駆動軸の軸方向に沿って各羽根の内周
側方向へ流入させる流入口とを備えたウォータポンプに
おいて、前記流入口と対向する前記各羽根の内周側入口
部の内端縁を冷却水の流入方向に対して略直交状の傾斜
状に形成すると共に、該内周側入口部の内端縁から外周
方向の円弧形状を冷却水の流入角度と略同一の傾斜角度
に設定したことを特徴としている。
ォータポンプの実情に鑑みて案出されたもので、請求項
１の発明は、ポンプハウジングの内部に挿通した駆動軸
と、該駆動軸の先端部に結合され、かつロータ本体の前
端面に略放射方向へ円弧状に折曲された複数の羽根が設
けられたインペラと、ポンプハウジングの前端側に形成
されて、冷却水を駆動軸の軸方向に沿って各羽根の内周
側方向へ流入させる流入口とを備えたウォータポンプに
おいて、前記流入口と対向する前記各羽根の内周側入口
部の内端縁を冷却水の流入方向に対して略直交状の傾斜
状に形成すると共に、該内周側入口部の内端縁から外周
方向の円弧形状を冷却水の流入角度と略同一の傾斜角度
に設定したことを特徴としている。
【００１４】請求項２の発明は、前記各羽根の外周側出
口部の円弧状傾斜角度を、前記内周側入口部の円弧状傾
斜角度と同一に設定したことを特徴としている。
口部の円弧状傾斜角度を、前記内周側入口部の円弧状傾
斜角度と同一に設定したことを特徴としている。
【００１５】
【作用】請求項１の発明によれば、羽根入口部の外周方
向の傾斜角度が冷却水の流入角度と略同一に設定され、
つまり無衝突流入角度に設定されているため、流入口か
ら流入した冷却水と内周側入口部との衝突が十分に回避
されて、衝突損失によるポンプ効率の低下が防止され
る。
向の傾斜角度が冷却水の流入角度と略同一に設定され、
つまり無衝突流入角度に設定されているため、流入口か
ら流入した冷却水と内周側入口部との衝突が十分に回避
されて、衝突損失によるポンプ効率の低下が防止され
る。
【００１６】請求項２の発明によれば、ロータ外周側の
羽根出口部も入口部と連続した円弧角度であるため、冷
却水との衝突損失をさらに抑制できる。
羽根出口部も入口部と連続した円弧角度であるため、冷
却水との衝突損失をさらに抑制できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳述する。
づいて詳述する。
【００１８】すなわち、本発明の実施例に係るウォータ
ポンプは、ポンプハウジングや駆動軸等の基本構造は前
記従来と同様であるから具体的な説明は省略する。
ポンプは、ポンプハウジングや駆動軸等の基本構造は前
記従来と同様であるから具体的な説明は省略する。
【００１９】そして、ポンプハウジング１内に回転自在
に設けられたインペラ１１は、図１及び図２に示すよう
に構成され、ロータ本体１２の前端面に複数の羽根１３
が突設されている。この各羽根１３は、流入口５に臨む
入口部１４とロータ本体１２の外周側の出口部１５が無
衝突流入角度で同一曲率の円弧状に形成されている。な
お、本図では便宜上、１枚の羽根１３で説明している。
に設けられたインペラ１１は、図１及び図２に示すよう
に構成され、ロータ本体１２の前端面に複数の羽根１３
が突設されている。この各羽根１３は、流入口５に臨む
入口部１４とロータ本体１２の外周側の出口部１５が無
衝突流入角度で同一曲率の円弧状に形成されている。な
お、本図では便宜上、１枚の羽根１３で説明している。
【００２０】具体的に説明すれば、入口部１４は、図２
に示すように内端縁１４ａが外径方向に沿って拡開傾斜
状に形成されて、流入口５から羽根１３方向に流入した
冷却水の流入方向（矢印）に対して略直角に対向してお
り、その内縁部１４ｂのＡ点が小径円半径ｒAの円周上
に位置している一方、外縁部１４ｃのＢ点が中径円半径
ｒBの円周上に位置している。また、内縁部１４ｂは、
小径円半径ｒAの接線Ｘに沿って形成されている一方、
外縁部１４ｃは、中径円半径ｒBの接線Ｙに沿って形成
されている。即ち、前記Ａ点における接線Ｘを基準とし
た角度ａは、図３に示すように水の流速＝ｖ，Ａ点にお
ける円周方向速度＝ｕとした場合にｖ／ｕ＝tanａとな
る角度、つまり冷却水の流入角度αと同一の角度（無衝
突流入角度）に設定されている。一方、Ｂ点における接
線Ｙを基準とした角度ｂも、ｖ／ｕ＝tanｂとなる無衝
突流入角度に設定されている。
に示すように内端縁１４ａが外径方向に沿って拡開傾斜
状に形成されて、流入口５から羽根１３方向に流入した
冷却水の流入方向（矢印）に対して略直角に対向してお
り、その内縁部１４ｂのＡ点が小径円半径ｒAの円周上
に位置している一方、外縁部１４ｃのＢ点が中径円半径
ｒBの円周上に位置している。また、内縁部１４ｂは、
小径円半径ｒAの接線Ｘに沿って形成されている一方、
外縁部１４ｃは、中径円半径ｒBの接線Ｙに沿って形成
されている。即ち、前記Ａ点における接線Ｘを基準とし
た角度ａは、図３に示すように水の流速＝ｖ，Ａ点にお
ける円周方向速度＝ｕとした場合にｖ／ｕ＝tanａとな
る角度、つまり冷却水の流入角度αと同一の角度（無衝
突流入角度）に設定されている。一方、Ｂ点における接
線Ｙを基準とした角度ｂも、ｖ／ｕ＝tanｂとなる無衝
突流入角度に設定されている。
【００２１】さらに、出口部１５は、図２に示すように
外端縁１５ａがロータ本体１２の軸方向に沿って形成さ
れ、その外縁部のＣ点が大径円半径ｒC（ロータ本体１
２の外周円）の円周上に位置していると共に、このＣ点
における接線Ｚを基準とした角度ｃはＢ点と同様に無衝
突流入角度に設定されて前記Ａ点とＢ点とを結ぶ円弧と
同一曲率半径上に連続して形成されている。
外端縁１５ａがロータ本体１２の軸方向に沿って形成さ
れ、その外縁部のＣ点が大径円半径ｒC（ロータ本体１
２の外周円）の円周上に位置していると共に、このＣ点
における接線Ｚを基準とした角度ｃはＢ点と同様に無衝
突流入角度に設定されて前記Ａ点とＢ点とを結ぶ円弧と
同一曲率半径上に連続して形成されている。
【００２２】以下、Ａ点とＢ点を結ぶ円弧曲率Ｒ１及び
Ｂ点とＣ点を結ぶ円弧曲率Ｒを求める式について説明す
る。
Ｂ点とＣ点を結ぶ円弧曲率Ｒを求める式について説明す
る。
【００２３】即ち、まず図１に示すように羽根１３の小
径円半径ｒAと中径円半径ｒBとを求め、次に
径円半径ｒAと中径円半径ｒBとを求め、次に
【００２４】
【数２】
【００２５】
【数３】
【００２６】の式からつまりＤｐ１の一点から半径Ｒ１
の円弧を描き、このＲ１をＡ点とＢ点間の円弧曲率とす
る。
の円弧を描き、このＲ１をＡ点とＢ点間の円弧曲率とす
る。
【００２７】また、半径Ｒ１の円弧と前記中径円の交点
をＢ点とし、Ｒ１の円弧と小径円の交点をＡ点とする。
をＢ点とし、Ｒ１の円弧と小径円の交点をＡ点とする。
【００２８】次に、
【００２９】
【数４】
【００３０】
【数５】
【００３１】の式からＤｐの一点から半径Ｒの円弧を描
き、このＲをＢ点とＣ点間の円弧曲率とする。
き、このＲをＢ点とＣ点間の円弧曲率とする。
【００３２】このＢ点とＣ点間の円弧とｒAの交点位置
で形成される羽根の入口角ａは
で形成される羽根の入口角ａは
【００３３】
【数６】
【００３４】となる。
【００３５】この計算式で求められた入口角ａは前記
（１）式で求められた従来の入口角ａよりも大きく設定
され、無衝突流入角度になるのである。
（１）式で求められた従来の入口角ａよりも大きく設定
され、無衝突流入角度になるのである。
【００３６】したがって、この実施例によれば、駆動軸
によってインペラ１１が回転し、流入口５からインペラ
１１側へ冷却水が流入すると、該冷却水は羽根１３の入
口部１４つまりＡ点とＢ点との間における入口部１４と
の衝突が回避される。このため、衝突損失が抑制されて
ポンプ効率の低下が防止される。
によってインペラ１１が回転し、流入口５からインペラ
１１側へ冷却水が流入すると、該冷却水は羽根１３の入
口部１４つまりＡ点とＢ点との間における入口部１４と
の衝突が回避される。このため、衝突損失が抑制されて
ポンプ効率の低下が防止される。
【００３７】しかも、Ｂ点からＣ点までの出口部１５
も、入口部１４の円弧と連続して形成されているため、
ここでの衝突損失も防止されて、冷却水は各羽根１３の
内面に沿って滑らかに出口部１５から吐出口６へ吐出さ
れる。したがって、ポンプ効率が一層向上する。
も、入口部１４の円弧と連続して形成されているため、
ここでの衝突損失も防止されて、冷却水は各羽根１３の
内面に沿って滑らかに出口部１５から吐出口６へ吐出さ
れる。したがって、ポンプ効率が一層向上する。
【００３８】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係るウォータポンプによれば、とりわけインペラの羽根
の入口部を冷却水の流入角度と同一の円弧傾斜角度に設
定したため、該入口部に対する冷却水の衝突が十分に回
避される。このため、衝突損失が低減され、ポンプ効率
の低下を防止することが可能になる。
係るウォータポンプによれば、とりわけインペラの羽根
の入口部を冷却水の流入角度と同一の円弧傾斜角度に設
定したため、該入口部に対する冷却水の衝突が十分に回
避される。このため、衝突損失が低減され、ポンプ効率
の低下を防止することが可能になる。
【００３９】また、出口部も入口部の円弧傾斜角度と同
一の円弧角度で連続的に形成したため、冷却水との衝突
損失が一層低減し、ポンプ効率の向上が図れる
一の円弧角度で連続的に形成したため、冷却水との衝突
損失が一層低減し、ポンプ効率の向上が図れる
【図１】本発明の実施例を示すインペラの正面図。
【図２】本実施例の要部拡大図。
【図３】本実施例における原理説明図。
【図４】従来のウォータポンプを示す部分断面図。
【図５】従来のインペラを示す正面図。
１…ポンプハウジング ２…ポンプ室 ３…駆動軸 ５…流入口 ６…吐出口 １１…インペラ １２…ロータ本体 １３…羽根 １４…入口部 １４ａ…内端縁 １５…出口部
Claims (2)
- 【請求項１】 ポンプハウジングの内部に挿通した駆動
軸と、該駆動軸の先端部に結合され、かつロータ本体の
前端面に略放射方向へ円弧状に折曲された複数の羽根が
設けられたインペラと、ポンプハウジングの前端側に形
成されて、冷却水を駆動軸の軸方向に沿って各羽根の内
周側方向へ流入させる流入口とを備えたウォータポンプ
において、 前記流入口と対向する前記各羽根の内周側入口部の内端
縁を冷却水の流入方向に対して略直交状の傾斜状に形成
すると共に、該内周側入口部の内端縁から外周方向の円
弧形状を冷却水の流入角度と略同一の傾斜角度に設定し
たことを特徴とするウォータポンプ。 - 【請求項２】 前記各羽根の外周側出口部の円弧状傾斜
角度を、前記内周側入口部の円弧状傾斜角度と同一に設
定したことを特徴とする請求項１記載のウォータポン
プ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7241041A JPH0988887A (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | ウォータポンプ |
| US08/713,352 US5749707A (en) | 1995-09-20 | 1996-09-13 | Water pumps |
| DE19638185A DE19638185A1 (de) | 1995-09-20 | 1996-09-18 | Wasserpumpe |
| KR1019960040948A KR970016144A (ko) | 1995-09-20 | 1996-09-19 | 물펌프 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7241041A JPH0988887A (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | ウォータポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0988887A true JPH0988887A (ja) | 1997-03-31 |
Family
ID=17068440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7241041A Pending JPH0988887A (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | ウォータポンプ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5749707A (ja) |
| JP (1) | JPH0988887A (ja) |
| KR (1) | KR970016144A (ja) |
| DE (1) | DE19638185A1 (ja) |
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| KR100524505B1 (ko) * | 1997-11-18 | 2005-12-26 | 아이티티 매뉴팩츄어링 엔터프라이즈, 인코포레이티드 | 펌프임펠러 |
| JP2014156856A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-08-28 | Asmo Co Ltd | 遠心ポンプ用のインペラ及び車両用ウォッシャ装置の遠心ポンプ |
| CN107882770A (zh) * | 2017-11-12 | 2018-04-06 | 湖北华联泵业有限公司 | 一种双曲率汽车水泵叶轮 |
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| US20130129524A1 (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Scott R. Sargent | Centrifugal impeller |
| CN111255735B (zh) * | 2015-07-06 | 2022-02-08 | 浙江三花汽车零部件有限公司 | 电驱动泵 |
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| JPS5941024B2 (ja) * | 1976-02-04 | 1984-10-04 | 株式会社日立製作所 | フランシス型ランナ |
| JP2772053B2 (ja) * | 1989-08-21 | 1998-07-02 | 株式会社東芝 | 原子炉格納容器のベント装置及び内圧低減方法 |
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-
1995
- 1995-09-20 JP JP7241041A patent/JPH0988887A/ja active Pending
-
1996
- 1996-09-13 US US08/713,352 patent/US5749707A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-09-18 DE DE19638185A patent/DE19638185A1/de not_active Withdrawn
- 1996-09-19 KR KR1019960040948A patent/KR970016144A/ko active IP Right Grant
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